git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/avf_showvolume.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Paul B Mahol
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include "libavutil/avstring.h"
  22 #include "libavutil/channel_layout.h"
  23 #include "libavutil/eval.h"
  24 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26 #include "libavutil/parseutils.h"
  27 #include "libavutil/xga_font_data.h"
  28 #include "avfilter.h"
  29 #include "formats.h"
  30 #include "audio.h"
  31 #include "video.h"
  32 #include "internal.h"
  33
  34 static const char *const var_names[] = {   "VOLUME",   "CHANNEL",   "PEAK",        NULL };
  35 enum                                   { VAR_VOLUME, VAR_CHANNEL, VAR_PEAK, VAR_VARS_NB };
  36
  37 typedef struct ShowVolumeContext {
  38     const AVClass *class;
  39     int w, h;
  40     int b;
  41     double f;
  42     AVRational frame_rate;
  43     char *color;
  44     int orientation;
  45     int step;
  46
  47     AVFrame *out;
  48     AVExpr *c_expr;
  49     int draw_text;
  50     int draw_volume;
  51     double *values;
  52     uint32_t *color_lut;
  53 } ShowVolumeContext;
  54
  55 #define OFFSET(x) offsetof(ShowVolumeContext, x)
  56 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  57
  58 static const AVOption showvolume_options[] = {
  59     { "rate", "set video rate",  OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="25"}, 0, INT_MAX, FLAGS },
  60     { "r",    "set video rate",  OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="25"}, 0, INT_MAX, FLAGS },
  61     { "b", "set border width",   OFFSET(b), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=1}, 0, 5, FLAGS },
  62     { "w", "set channel width",  OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=400}, 80, 8192, FLAGS },
  63     { "h", "set channel height", OFFSET(h), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=20}, 1, 900, FLAGS },
  64     { "f", "set fade",           OFFSET(f), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=0.95}, 0.001, 1, FLAGS },
  65     { "c", "set volume color expression", OFFSET(color), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="PEAK*255+floor((1-PEAK)*255)*256+0xff000000"}, 0, 0, FLAGS },
  66     { "t", "display channel names", OFFSET(draw_text), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=1}, 0, 1, FLAGS },
  67     { "v", "display volume value", OFFSET(draw_volume), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=1}, 0, 1, FLAGS },
  68     { "o", "set orientation", OFFSET(orientation), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS, "orientation" },
  69     {   "h", "horizontal", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, FLAGS, "orientation" },
  70     {   "v", "vertical",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, FLAGS, "orientation" },
  71     { "s", "set step size", OFFSET(step), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 5, FLAGS },
  72     { NULL }
  73 };
  74
  75 AVFILTER_DEFINE_CLASS(showvolume);
  76
  77 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
  78 {
  79     ShowVolumeContext *s = ctx->priv;
  80     int ret;
  81
  82     if (s->color) {
  83         ret = av_expr_parse(&s->c_expr, s->color, var_names,
  84                             NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
  85         if (ret < 0)
  86             return ret;
  87     }
  88
  89     return 0;
  90 }
  91
  92 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  93 {
  94     AVFilterFormats *formats = NULL;
  95     AVFilterChannelLayouts *layouts = NULL;
  96     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
  97     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
  98     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_FLTP, AV_SAMPLE_FMT_NONE };
  99     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_NONE };
 100     int ret;
 101
 102     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 103     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats)) < 0)
 104         return ret;
 105
 106     layouts = ff_all_channel_counts();
 107     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts)) < 0)
 108         return ret;
 109
 110     formats = ff_all_samplerates();
 111     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates)) < 0)
 112         return ret;
 113
 114     formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 115     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats)) < 0)
 116         return ret;
 117
 118     return 0;
 119 }
 120
 121 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 122 {
 123     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 124     ShowVolumeContext *s = ctx->priv;
 125     int nb_samples;
 126
 127     nb_samples = FFMAX(1024, ((double)inlink->sample_rate / av_q2d(s->frame_rate)) + 0.5);
 128     inlink->partial_buf_size =
 129     inlink->min_samples =
 130     inlink->max_samples = nb_samples;
 131     s->values = av_calloc(inlink->channels * VAR_VARS_NB, sizeof(double));
 132     if (!s->values)
 133         return AVERROR(ENOMEM);
 134
 135     s->color_lut = av_calloc(s->w, sizeof(*s->color_lut) * inlink->channels);
 136     if (!s->color_lut)
 137         return AVERROR(ENOMEM);
 138
 139     return 0;
 140 }
 141
 142 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 143 {
 144     ShowVolumeContext *s = outlink->src->priv;
 145     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
 146     int ch;
 147
 148     if (s->orientation) {
 149         outlink->h = s->w;
 150         outlink->w = s->h * inlink->channels + (inlink->channels - 1) * s->b;
 151     } else {
 152         outlink->w = s->w;
 153         outlink->h = s->h * inlink->channels + (inlink->channels - 1) * s->b;
 154     }
 155
 156     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
 157     outlink->frame_rate = s->frame_rate;
 158
 159     for (ch = 0; ch < inlink->channels; ch++) {
 160         int i;
 161
 162         for (i = 0; i < s->w; i++) {
 163             float max = i / (float)(s->w - 1);
 164
 165             s->values[ch * VAR_VARS_NB + VAR_PEAK] = max;
 166             s->values[ch * VAR_VARS_NB + VAR_VOLUME] = 20.0 * log10(max);
 167             s->values[ch * VAR_VARS_NB + VAR_CHANNEL] = ch;
 168             s->color_lut[ch * s->w + i] = av_expr_eval(s->c_expr, &s->values[ch * VAR_VARS_NB], NULL);
 169         }
 170     }
 171
 172     return 0;
 173 }
 174
 175 static void drawtext(AVFrame *pic, int x, int y, const char *txt, int o)
 176 {
 177     const uint8_t *font;
 178     int font_height;
 179     int i;
 180
 181     font = avpriv_cga_font,   font_height =  8;
 182
 183     for (i = 0; txt[i]; i++) {
 184         int char_y, mask;
 185
 186         if (o) {
 187             for (char_y = font_height - 1; char_y >= 0; char_y--) {
 188                 uint8_t *p = pic->data[0] + (y + i * 10) * pic->linesize[0] + x * 4;
 189                 for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
 190                     if (font[txt[i] * font_height + font_height - 1 - char_y] & mask)
 191                         AV_WN32(&p[char_y * 4], ~AV_RN32(&p[char_y * 4]));
 192                     p += pic->linesize[0];
 193                 }
 194             }
 195         } else {
 196             uint8_t *p = pic->data[0] + y * pic->linesize[0] + (x + i * 8) * 4;
 197             for (char_y = 0; char_y < font_height; char_y++) {
 198                 for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
 199                     if (font[txt[i] * font_height + char_y] & mask)
 200                         AV_WN32(p, ~AV_RN32(p));
 201                     p += 4;
 202                 }
 203                 p += pic->linesize[0] - 8 * 4;
 204             }
 205         }
 206     }
 207 }
 208
 209 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
 210 {
 211     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 212     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 213     ShowVolumeContext *s = ctx->priv;
 214     const int step = s->step;
 215     int c, i, j, k;
 216     AVFrame *out;
 217
 218     if (!s->out || s->out->width  != outlink->w ||
 219                    s->out->height != outlink->h) {
 220         av_frame_free(&s->out);
 221         s->out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 222         if (!s->out) {
 223             av_frame_free(&insamples);
 224             return AVERROR(ENOMEM);
 225         }
 226
 227         for (i = 0; i < outlink->h; i++)
 228             memset(s->out->data[0] + i * s->out->linesize[0], 0, outlink->w * 4);
 229     }
 230     s->out->pts = insamples->pts;
 231
 232     for (j = 0; j < outlink->h; j++) {
 233         uint8_t *dst = s->out->data[0] + j * s->out->linesize[0];
 234         for (k = 0; k < outlink->w; k++) {
 235             dst[k * 4 + 0] = FFMAX(dst[k * 4 + 0] * s->f, 0);
 236             dst[k * 4 + 1] = FFMAX(dst[k * 4 + 1] * s->f, 0);
 237             dst[k * 4 + 2] = FFMAX(dst[k * 4 + 2] * s->f, 0);
 238             dst[k * 4 + 3] = FFMAX(dst[k * 4 + 3] * s->f, 0);
 239         }
 240     }
 241
 242     if (s->orientation) {
 243         for (c = 0; c < inlink->channels; c++) {
 244             float *src = (float *)insamples->extended_data[c];
 245             uint32_t *lut = s->color_lut + s->w * c;
 246             float max = 0;
 247
 248             for (i = 0; i < insamples->nb_samples; i++)
 249                 max = FFMAX(max, src[i]);
 250
 251             s->values[c * VAR_VARS_NB + VAR_VOLUME] = 20.0 * log10(max);
 252             max = av_clipf(max, 0, 1);
 253
 254             for (j = outlink->h - outlink->h * max; j < s->w; j++) {
 255                 uint8_t *dst = s->out->data[0] + j * s->out->linesize[0] + c * (s->b + s->h) * 4;
 256                 for (k = 0; k < s->h; k++) {
 257                     AV_WN32A(&dst[k * 4], lut[s->w - j - 1]);
 258                     if (j & step)
 259                         j += step;
 260                 }
 261             }
 262
 263             if (s->h >= 8 && s->draw_text) {
 264                 const char *channel_name = av_get_channel_name(av_channel_layout_extract_channel(insamples->channel_layout, c));
 265                 if (!channel_name)
 266                     continue;
 267                 drawtext(s->out, c * (s->h + s->b) + (s->h - 10) / 2, outlink->h - 35, channel_name, 1);
 268             }
 269         }
 270     } else {
 271         for (c = 0; c < inlink->channels; c++) {
 272             float *src = (float *)insamples->extended_data[c];
 273             uint32_t *lut = s->color_lut + s->w * c;
 274             float max = 0;
 275
 276             for (i = 0; i < insamples->nb_samples; i++)
 277                 max = FFMAX(max, src[i]);
 278
 279             s->values[c * VAR_VARS_NB + VAR_VOLUME] = 20.0 * log10(max);
 280             max = av_clipf(max, 0, 1);
 281
 282             for (j = 0; j < s->h; j++) {
 283                 uint8_t *dst = s->out->data[0] + (c * s->h + c * s->b + j) * s->out->linesize[0];
 284
 285                 for (k = 0; k < s->w * max; k++) {
 286                     AV_WN32A(dst + k * 4, lut[k]);
 287                     if (k & step)
 288                         k += step;
 289                 }
 290             }
 291
 292             if (s->h >= 8 && s->draw_text) {
 293                 const char *channel_name = av_get_channel_name(av_channel_layout_extract_channel(insamples->channel_layout, c));
 294                 if (!channel_name)
 295                     continue;
 296                 drawtext(s->out, 2, c * (s->h + s->b) + (s->h - 8) / 2, channel_name, 0);
 297             }
 298         }
 299     }
 300
 301     av_frame_free(&insamples);
 302     out = av_frame_clone(s->out);
 303     if (!out)
 304         return AVERROR(ENOMEM);
 305     av_frame_make_writable(out);
 306
 307     for (c = 0; c < inlink->channels && s->draw_volume; c++) {
 308         char buf[16];
 309         if (s->orientation) {
 310             if (s->h >= 8) {
 311                 snprintf(buf, sizeof(buf), "%.2f", s->values[c * VAR_VARS_NB + VAR_VOLUME]);
 312                 drawtext(out, c * (s->h + s->b) + (s->h - 8) / 2, 2, buf, 1);
 313             }
 314         } else {
 315             if (s->h >= 8) {
 316                 snprintf(buf, sizeof(buf), "%.2f", s->values[c * VAR_VARS_NB + VAR_VOLUME]);
 317                 drawtext(out, FFMAX(0, s->w - 8 * (int)strlen(buf)), c * (s->h + s->b) + (s->h - 8) / 2, buf, 0);
 318             }
 319         }
 320     }
 321
 322     return ff_filter_frame(outlink, out);
 323 }
 324
 325 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 326 {
 327     ShowVolumeContext *s = ctx->priv;
 328
 329     av_frame_free(&s->out);
 330     av_expr_free(s->c_expr);
 331     av_freep(&s->values);
 332     av_freep(&s->color_lut);
 333 }
 334
 335 static const AVFilterPad showvolume_inputs[] = {
 336     {
 337         .name         = "default",
 338         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 339         .config_props = config_input,
 340         .filter_frame = filter_frame,
 341     },
 342     { NULL }
 343 };
 344
 345 static const AVFilterPad showvolume_outputs[] = {
 346     {
 347         .name         = "default",
 348         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 349         .config_props = config_output,
 350     },
 351     { NULL }
 352 };
 353
 354 AVFilter ff_avf_showvolume = {
 355     .name          = "showvolume",
 356     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert input audio volume to video output."),
 357     .init          = init,
 358     .uninit        = uninit,
 359     .query_formats = query_formats,
 360     .priv_size     = sizeof(ShowVolumeContext),
 361     .inputs        = showvolume_inputs,
 362     .outputs       = showvolume_outputs,
 363     .priv_class    = &showvolume_class,
 364 };